CN104568873A - 一种对荧光物质进行成像的激光扫描共聚焦显微镜 - Google Patents

Abstract

本案涉及一种对荧光物质进行成像的激光扫描共聚焦显微镜，它包括激光光路和荧光光路；在激光光路上沿激光路径依次设有激光器、扫描振镜、二色镜和物镜；在荧光光路上沿荧光路径依次设有物镜、二色镜、滤光片和光电倍增管；还包括数据采集卡，其与光电倍增管连接；PC机，其与数据采集卡通讯连接；电路控制板，其分别与扫描振镜、数据采集卡和PC机通讯连接。本案通过设置滤光片和针孔，提高了荧光的纯度，从而提升了成像精度和分辨率；通过设置电路控制板来协调扫描振镜、数据采集卡和PC机，它提供的同步信号确保了数据采集与振镜扫描的同步性，不仅能够快速的采集到激光扫描共聚焦显微镜的图像数据，还能准确的重建出图像进行实时显示。

Description

一种对荧光物质进行成像的激光扫描共聚焦显微镜

技术领域

本发明涉及一种成像装置，特别是涉及一种对荧光物质进行成像的激光扫描共聚焦显微镜。

背景技术

细胞作为生命活动的基本单元，是深入研究生命过程的关键。了解各种大分子在活细胞中构象改变和精确定位，揭示生物分子相互作用关系，对于研究疾病机理、促进生物医药科学和相关产业的发展具有重大意义。而实现这些的关键在于细胞的观察及检测。

目前，激光扫描共聚焦显微镜(Laser Scanning Confocal Microscopy)是细胞原位观察的重要工具，它是研究亚微米细微结构的有效技术手段，同时也是国内外从事生物医学和材料科学研究的科技工作者必备的大型科研仪器。激光扫描共聚焦显微镜的成像方式不同于传统的显微镜，它是采用点扫描的方式进行成像，每次只对一个点进行成像。也正是由于激光扫描共聚焦显微镜是一个点扫描成像的过程，在图像重建中，需要确定每个点在图像中的位置。在实际应用中，由于多种因素的干扰，图像重建难以维持精确，比如激发出的荧光中夹杂着干扰光无法滤除干净、扫描振镜的控制无法与整个装置的运行相协调等因素。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种成像精度高、清晰度高、图像构建准确的激光扫描共聚焦显微镜。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种对荧光物质进行成像的激光扫描共聚焦显微镜，它包括两条光路：激光光路和荧光光路；

在所述激光光路上沿激光路径依次设有激光器、扫描振镜、二色镜和物镜；在所述荧光光路上沿荧光路径依次设有所述物镜、所述二色镜、滤光片和光电倍增管；

还包括：

数据采集卡，其与所述光电倍增管通讯连接；

PC机，其与所述数据采集卡通讯连接；

电路控制板，其分别与所述扫描振镜、所述数据采集卡和所述PC机通讯连接。

优选的是，所述的对荧光物质进行成像的激光扫描共聚焦显微镜，在所述滤光片和所述光电倍增管之间还设有一块含一个针孔的板。

优选的是，所述的对荧光物质进行成像的激光扫描共聚焦显微镜，所述激光器发出单一波长的激光。

优选的是，所述的对荧光物质进行成像的激光扫描共聚焦显微镜，在所述含一个针孔的板与所述光电倍增管之间还设有透镜。

优选的是，所述的对荧光物质进行成像的激光扫描共聚焦显微镜，所述含一个针孔的板的表面设有反光膜。

本发明的有益效果是：1)本案通过设置滤光片和针孔，提高了荧光的纯度，从而提升了成像精度和分辨率；2)通过在针孔周围设置反光膜，以便于操作人员对针孔的位置进行对光调校；3)通过设置电路控制板来协调扫描振镜、数据采集卡和PC机，它提供的同步信号确保了数据采集与振镜扫描的同步性，不仅能够快速的采集到激光扫描共聚焦显微镜的图像数据，还能准确的重建出图像进行实时显示。

附图说明

图1为本发明所述的一种对荧光物质进行成像的激光扫描共聚焦显微镜的结构示意图。

图2为本发明所述的扫描振镜的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，该对荧光物质进行成像的激光扫描共聚焦显微镜，它包括两条光路：激光光路和荧光光路；

在激光光路上沿激光行进路径依次设有激光器1、扫描振镜2、二色镜3和物镜4，激发经过这些部件后照射到荧光物质；其中，激光器1可发射单一波长的激光，该激光波长的选择视荧光物质的特性而定；扫描振镜2的结构如图2所示，它用于控制光点在x，y方向进行平面扫描；二色镜3用于滤除杂光，反射激光，透射荧光；物镜4用于聚焦激光和透射荧光。

激光激发荧光物质产生激发态的荧光粒子，荧光粒子发出荧光，在荧光光路上沿荧光路径依次设有物镜4、二色镜3、滤光片5和光电倍增管8；由于荧光粒子发出的荧光含有其他波段的杂光，因此滤光片5的作用是滤除杂散光，透射荧光；光电倍增管8的作用是将荧光信号转变为电信号。

还包括：

数据采集卡9，其与光电倍增管8通讯连接，数据采集卡9的作用是将光电倍增管8产生的模拟电信号转变为数字信号。

PC机10，其与数据采集卡9通讯连接，用于接收并分析处理接收到的数字信号。

电路控制板11，其分别与扫描振镜2、数据采集卡9和PC机10通讯连接。PC机10发送控制信号给数据采集卡9和电路控制板11，电路控制板11控制扫描振镜2的运动，同时产生帧同步信号，行同步信号，采样时钟供数据采集卡9使用，从而可以保证数据采集卡9的采集与扫描振镜2的运动一致，确保图像重建的准确性。

较优选的方案是：在滤光片5和光电倍增管8之间还设有一块含一个针孔的板6；在含一个针孔的板6与光电倍增管8之间还设有透镜7。此外，含一个针孔的板6的表面设有反光膜。针孔的作用是进一步过滤杂光，将散射的干扰光隔断，荧光从针孔处穿过，从而确保成像精度。透镜7的作用是将荧光聚焦，用于提高成像分辨率。在含一个针孔的板6的表面设有反光膜是为了方便操作人员在仪器调试阶段，在相对黑暗的环境中对含一个针孔的板6进行准备定位，操作人员可模拟一个荧光的行进路线，以激光代替，当针孔位置偏离时，激光会照射在针孔附近的反光膜上，产生反光，以提醒调试人员位置有偏差；当针孔正对激光时，激光顺利穿过针孔，不产生反光，此时调试完成。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种对荧光物质进行成像的激光扫描共聚焦显微镜，其特征在于，它包括两条光路：激光光路和荧光光路；

在所述激光光路上沿激光路径依次设有激光器、扫描振镜、二色镜和物镜；在所述荧光光路上沿荧光路径依次设有所述物镜、所述二色镜、滤光片和光电倍增管；

还包括：

数据采集卡，其与所述光电倍增管通讯连接；

PC机，其与所述数据采集卡通讯连接；

电路控制板，其分别与所述扫描振镜、所述数据采集卡和所述PC机通讯连接。

2.如权利要求1所述的对荧光物质进行成像的激光扫描共聚焦显微镜，其特征在于，在所述滤光片和所述光电倍增管之间还设有一块含一个针孔的板。

3.如权利要求1所述的对荧光物质进行成像的激光扫描共聚焦显微镜，其特征在于，所述激光器发出单一波长的激光。

4.如权利要求2所述的对荧光物质进行成像的激光扫描共聚焦显微镜，其特征在于，在所述含一个针孔的板与所述光电倍增管之间还设有透镜。

5.如权利要求2所述的对荧光物质进行成像的激光扫描共聚焦显微镜，其特征在于，所述含一个针孔的板的表面设有反光膜。